Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

УТВЕРЖДАЮ

Декан ИЭФ

«____» _____________ 2005г.

Безопасность жизнедеятельности

Методические указания к выполнению индивидуальных заданий

«____» ________________ 2005г.

Зав. кафедрой ЭБЖ

проф., д. т.н.

Одобрено методической комиссией ИЭФ

предс. метод. комиссии

доцент, к. т.н.

«____» ______________ 2005г.

РАСЧЁТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.

Основной задачей расчётов для искусственного освещения является определение требуемой мощности электрической осветительной установки для создания заданной освещённости.

В расчётном задании должны быть решены следующие вопросы:

Выбор системы освещения;

Выбор источников света;

Выбор светильников и их размещение;

Выбор нормируемой освещённости;

Расчёт освещения методом светового потока.

I. ВЫБОР СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

Для производственных помещений всех назначений применяются системы общего (равномерного или локализованного) и комбинированного (общего и местного) освещения. Выбор между равномерным и локализованным освещением проводится с учётом особенностей производственного процесса и размещения технологического оборудования. Система комбинированного освещения применяется для производственных помещений, в которых выполняются точные зрительные работы. Применение одного местного освещения на рабочих местах не допускается.

В данном расчётном задании для всех помещений рассчитывается общее равномерное освещение.

2. ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы – газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Для общего освещения, как правило, применяются газоразрядные лампы как энергетически более экономичные и обладающие большим сроком службы. Наиболее распространёнными являются люминесцентные лампы. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), тёплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ) . Наиболее широко применяются лампы типа ЛБ. При повышенных требованиях к передаче цветов освещением применяются лампы типа ЛХБ, ЛД, ЛДЦ. Лампа типа ЛТБ применяется для правильной цветопередачи человеческого лица.

Основные характеристики люминестцентных ламп приведены в таблице 1.

Кроме люминесцентных газоразрядных ламп (низкого давления) в производственном освещении применяют газоразрядные лампы высокого давления, например, лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) и др., которые необходимо использовать для освещения более высоких помещений (6-10м).

Таблица 1

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП

Мощ-ность,	Напряже-ние сети,	ние на лампе, В	Ток лампы, А	Световой поток, лм

Использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности применения газоразрядных ламп.

3. ВЫБОР СВЕТИЛЬНИКОВ И ИХ РАЗМЕЩЕНИЕ

При выборе типа светильников следует учитывать светотехнические требования, экономические показатели, условия среды.

Наиболее распространёнными типами светильников для люминесцентных ламп являются:

Открытые двухламповые светильники типа ОД, ОДОР, ШОД, ОДО, ООД – для нормальных помещений с хорошим отражением потолка и стен, допускаются при умеренной влажности и запылённости.

Светильник ПВЛ – является пылевлагозащищённым, пригоден для некоторых пожароопасных помещений: мощность ламп 2х40Вт.

Плафоны потолочные для общего освещения закрытых сухих помещений :

Л71Б03 – мощность ламп 10х30Вт;

Л71Б84 – мощность ламп 8х40Вт.

Основные характеристики светильников с люминесцентными лампами приведены в таблице 2.

Размещение светильников в помещении определяется следующими размерами, м:

Н – высота помещения;

hc – расстояние светильников от перекрытия (свес);

hn = H - hc – высота светильника над полом, высота подвеса;

hp – высота рабочей поверхности над полом;

h =hn – hp – расчётная высота, высота светильника над рабочей поверхностью.

Для создания благоприятных зрительных условий на рабочем месте, для борьбы со слепящим действием источников света введены требования ограничения наименьшей высоты светильников над полом (табл.3);

L – расстояние между соседними светильниками или рядами (если по длине (А) и ширине (В) помещения расстояния различны, то они обозначаются LA и LB),

l – расстояние от крайних светильников или рядов до стены.

Таблица 2

Основные характеристики некоторых светильников

с люминесцентными лампами

Тип светиль-ника	Количество и мощность	Область применения	Размеры, мм
		Освещение производ-ственных помещений с нормальными усло-виями среды Для пожароопасных помещений с пыле-и влаговыделениями
Аналогично ОД

Оптимальное расстояние l от крайнего ряда светильников до стены рекомендуется принимать равным L/3.

Наилучшими вариантами равномерного размещения светильников являются шахматное размещение и по сторонам квадрата (расстояния между светильниками в ряду и между рядами светильников равны).

При равномерном размещении люминесцентных светильников последние располагаются обычно рядами – параллельно рядам оборудования. При высоких уровнях нормированной освещённости люминисцентные светильники обычно располагаются непрерывными рядами, для чего светильники сочленяются друг с другом торцами.

Интегральным критерием оптимальности расположения светильников является величина l = L/h, уменьшение которой удорожает устройство и обслуживание освещения, а чрезмерное увеличение ведёт к резкой неравномерности освещённости. В таблице 4 приведены значения l для разных светильников.

Таблица 3

Наименьшая допустимая высота подвеса светильников

с люминесцентными лампами

Таблица 4

Наивыгоднейшее расположение светильников

Расстояние между светильниками L определяется как:

Необходимо изобразить в масштабе в соответствии с исходными данными план помещения, указать на нём расположение светильников (см. рис. 1) и определить их число.

4. ВЫБОР НОРМИРУЕМОЙ ОСВЕЩЁННОСТИ

Основные требования и значения нормируемой освещённости рабочих поверхностей изложены в СНиП. Выбор освещённости осуществляется в зависимости от размера объёма различения (толщина линии, риски, высота буквы), контраста объекта с фоном, характеристики фона. Необходимые сведения для выбора нормируемой освещённости производственных помещений приведены в таблице 5.

Таблица 5

Нормы освещённости на рабочих местах производственных помещений

при искусственном освещении (по СНиП)

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения,	Разряд зритель-ной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характе-ристика фона	Искусственное освещение
Освещённость, лк
При системе комбинированного освещения	при системе общего освещения
	в том числе от общего
Наивысшей точности
точности
Высокой точности

Продолжение таблицы 5

точности
точности
Грубая (очень малой точности)				Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном

5. РАСЧЁТ ОБЩЕГО РАВНОМЕРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Расчёт общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента светового потока, учитывающим световой поток, отражённый от потолка и стен.

Световой поток лампы накаливания или группы люминесцентных ламп светильника определяется по формуле:

Ф = Ен × S × Kз × Z *100/ (n × h),

где Ен – нормируемая минимальная освещённость по СНиП, лк;

S – площадь освещаемого помещения, м2;

Kз – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильника (источника света, светотехнической арматуры, стен и пр., т. е. отражающих поверхностей), (наличие в атмосфере цеха дыма), пыли (табл. 6);

Z – коэффициент неравномерности освещения, отношение Еср./Еmin. Для люминесцентных ламп при расчётах берётся равным 1,1;

n – число светильников;

h - коэффициент использования светового потока, %.

Коэффициент использования светового потока показывает, какая часть светового потока ламп попадает на рабочую поверхность. Он зависит от индекса помещения i, типа светильника, высоты светильников над рабочей поверхностью h и коэффициентов отражения стен rс и потолка rn.

Индекс помещения определяется по формуле

Коэффициенты отражения оцениваются субъективно (табл. 7).

Значения коэффициента использования светового потока h светильников с люминесцентными лампами для наиболее часто встречающихся сочетаний коэффициентов отражения и индексов помещения приведены в таблице 8.

Рассчитав световой поток Ф, зная тип лампы, по таблице 1 выбирается ближайщая стндартная лампа и определяется электрическая мощность всей осветительной системы. Если необходимый поток светильника выходит за пределы диапазона (-10 ¸+20%), то корректируется число светильников n либо высота подвеса светильников.

При расчете люминесцентного освещения, если намечено число рядов N, которое подставляется в формулу вместо n, под Ф следует подразумевать световой поток светильников одного ряда. Число светильников в ряду n определяется как

где Ф1 – световой поток одного светильника.

Таблица 6

Коэффициент запаса светильников люминесцентными лампами

Таблица 7

Значение коэффициентов отражения потолка и стен

Состояние потолка		Состояние стен
Свежепобеленный Побеленный, в сырых помещениях Чистый бетонный Светлый деревянный (окрашенный) Бетонный грязный Деревянный неокрашенный Грязный (кузницы, склады)		Свежепобеленные с окнами, закрытыми шторами Свежепобеленные с окнами без штор Бетонные с окнами Оклеенные светлыми обоями Кирпичные неоштукатуренные С тёмными обоями

Таблица 8

Коэффициенты использования светового потока светильников с люминесцентными лампами

Тип светильника

КФ МГТУ им. Н.Э.Баумана

Практическое занятие по дисциплине «бжд»

Тема занятия:

«Расчёт общего искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока»

Время: 2 часа.

Кафедра ФН2-КФ

Производственное освещение

Вся информация подается через зрительный анализатор. Вредное воздействие на глаза человека оказывают следующие опасные и вредные производственные факторы:

Недостаточное освещение раб. зоны;

Отсутствие/недостаток естественного света;

Повышенная яркость;

Перенапряжение анализаторов (в т.ч. зрительных)

По данным ВОЗ на зрение влияет

яркий видимый свет;

мерцание;

блики и отраженный свет

Физиологические характеристики зрения

острота зрения;

устойчивость ясного видения (различие предметов в течение длительного времени);

контрастная чувствительность (разные по яркости);

скорость зрительного восприятия (временной фактор);

адаптация зрения;

аккомодация (различие предметов при изменении расстояния)

Светотехнические величины

Это понятие связано с той или иной осветительной установкой

1. Световой поток F, [лм] - люмен

2. Сила света J, [кд] - кандела

3. Освещенность E, [лк] - люкс

4. Яркость L, [кд/м 2 ]

5. Контраст К

К = (L 0 - L Ф)/L 0

Контраст бывает: - большой (К>0,5); - средний (К = 0,2 - 0,5); - малый (К<0,2).

6. Фон - поверхность, которая прилегает к объекту различения.

Наименьший размер объекта различения с фоном.

7. Коэффициент отражения 

 = F ПАД /F ОТР

В зависимости от коэф. отражения фон бывает:

Светлый  = 0,2 - 0,4;

Темный  < 0,2.

1. Естественное освещение

При естественном освещении к-либо точки горизонтальной плоскости, за основу при нормировании принимается манимально допустимая величина коэффициента естественной освещенности.

Коэф. естеств. освещ. (КЕО) = Е = E ВН /Е СН 100%, где

E ВН - освещенность к-либо точки горизонтальной пов-ти, находящейся внутри помещения [лк];

Е СН - освещенность к-либо точки, находящейся снаружи помещения на расстоянии 1 м от здания [лк];

1. Системы естественного освещения

Боковое освещение;

Верхнее освещение;

Комбинированное освещение.

Эти величины в соответствии со СНиП II-4-79 (Строительные нормы и правила. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования -М, Стройиздат, 1980) нормируются.

Для выбора естественного освещения необходимо учитывать следующие факторы:

Разряд зрительной работы;

Система освещения.

В зависимости от величины объекта различения с фоном все зрительные работы подразделяются на 8 разрядов.

Разряд зрительной работы - отношение минимального размера объекта различения с фоном к расстоянию от органов зрения до объекта различения.

1. Искусственное освещение

Искусственное освещение - освещение помещений прямым или отраженным светом искусственного источника света

За основу при нормировании принимается минимально допустимая величина освещенности какой-либо точки.

Системы искусственного освещения

1. местное (локальное);

   комбинированное

Может быть использовано в производственных помещениях общее и комбинированное, а одно местное использовать нельзя.

Имеет место также освещение: - аварийное; - дежурное; - эвакуационное.

СНиП II-4-79

Факторы, учитываемые при нормировании искусственного освещения:

Характеристика зрительной работы;

Минимальный размер объекта различения с фоном;

Разряд зрительной работы;

Контраст объекта с фоном;

Светлость фона (характеристика фона);

Система освещения;

Тип источника света.

Подразряд зрительной работы определяется сочетанием п.4 и п.5.

Методика расчета естественного освещения

Используется метод А.Д.Данилюка. Определяется площадь поверхности оконных проёмов.

Методика расчета искусственного освещения

Метод светового потока

Метод удельной мощности

Точечный метод

Метод светового потока

Задача. Определить освещенность на раб. месте

Е РМ = (0,9 - 1,2) Е Н

Для этого необходимо выбрать:

систему освещения;

источник света;

светильник.

Формула для определения светового потока лампы или группы ламп

Е н - нормируемая величина освещенности [лк];

S - площадь производственного помещения [м 2 ];

К з - коэф. запаса;

N - кол-во светильников [шт];

Z - поправочный коэф-т, зависит от типа лампы

 - коэф-т использования светового потока, для выбора которого необходимо знать:

Коэф. отражения от потолка, стен и пола ( п,  с,  р);

Индекс помещения - i=a · b/(h p · (a+b)),

где а и b - ширина и длина помещения, м; h p - высота подвеса светильника над расчётной поверхностью, м.

Для ЛЛ ламп, зная групповой световой поток F и кол-во ламп в светильнике n (2 или 4), определим световой поток одной лампы.

F РАСЧ = (0,9 - 1,2) F ТАБЛ

Распределение светильников по площади производственного помещения.

Для ЛЛ - вдоль длинной стороны помещения, вдоль окон, параллельно стенам с окнами.

Для ЛН, ДРЛ - в шахматном порядке.

ЛЛ лампы
Достоинства	Недостатки
Высокий КПД;	Наличие дополнительных устройств;
Экономичность;	Грозкость;
Свет, близкий к естественному	Инерционность
Лампы накаливания
Не инерционные;	Желтая область спектра;
Компактные	Малая светоотдача;
	Малый срок эксплуатации

Работник при выполнении операций на токарном и фрезерном станках в механическом цеху подвергаются воздействию целого ряда опасных и вредных для здоровья факторов. Рассчитаем величину некоторых из них.

В механическом цеху предприятия ООО «СЭПО-ЗЭМ» используется для освещения люминесцентная лампа ЛСП 02. По ГОСТ 6825-74 люминесцентной лампе ЛСП 02 соответствует световой поток Фл = 3380 лм. Число ламп в светильнике - 2 штуки, число светильников - 20 штук. Рассчитаем световой поток одной лампы и определим подходит ли данный тип лампы для данного помещения по нормам безопасности.

Освещенность в механическом цеху Е, лк определяется из формулы:

где Е - освещенность цеха лк;

S - площадь помещения, м 2 ;

К - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильников и наличие в воздухе пыли, дыма, копоти, К = 1,8;

z - поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность освещения; z = 1,1;

з - коэффициент использования светового потока ламп, зависящий от КПД и кривой распределения силы света светильника, коэффициента отражения потолка сп, стен сс и пола?р (сп = 50 %, сс = 30 %, ?р = 10%), высоты подвеса светильника и показателя помещения i;

N - число светильников, шт;

m - число ламп в светильнике, шт, m = 2

где А и В - два характерных размера помещения, м; А = 20 м, В = 10м;

Нр - высота светильников над рабочей поверхностью, м.

Нр = Н - hc - hp

где Н - общая высота помещения, м, Н = 9 м;

hc - высота от потолка до нижней части светильника, м, hc = 0,8 м;

hp - высота от пола до освещаемой поверхности, м, hp = 0,8 м.

Нр = 10 - 0,8 - 0,8 = 8,4 м.

Следовательно, з = 0,3

Уровни освещенности для сборочных работ установлены в соответствии с действующими нормативными документами для люминесцентных ламп 150 лк. Следовательно, используемая лампа не нарушает безопасность и соответствует необходимому освещению.

В результате проведенных расчетов установлено, что освещенность соответствует требуемым нормам.

Оценка уровня шума.

Уровень звуковой мощности фрезерного центра Vturn-X200 - 76 дБ. Произведем расчет уровня интенсивности шума станка по формуле:

L w - уровень звуковой мощности источника, дБ;

Ф - фактор направленности шума (энергия звука излучается во всех направлениях одинаково, Ф=1);

r - расстояние до источника, м;

ч - коэффициент, учитывающий размеры источника;

ш - коэффициент, учитывающий характер звукового поля в помещении и зависящий от отношения акустической постоянной B пом. B пом =11,1 по данным завода, коэффициент ш = 0,83.

Расчет интенсивности звука выполняем для точки помещения, где находится исследуемое рабочее место, находящееся на расстоянии от источников шума 0,5 м; 3,7 м; 6,9 м.

Определим уровень интенсивности звука в расчетной точке от различных источников:

· от фрезерного станка 1, r= 0,5 м, L w = 76 дБ, ч=4,1:

· от фрезерного станка 2, r= 3,7 м, L w = 76 дБ, ч=2,5:

· от фрезерного станка 3, r= 6,9 м, L w = 76 дБ, ч=1,5:

Определяем суммарный уровень интенсивности звука на рабочем месте от всех источников:

где L 1 , L 2 , L 3 - уровни интенсивности шума, создаваемые каждым источником в расчетной точке, дБ.

Согласно СН 2.2.4.2.1.8.562-96, ПДУ шума составляет суммарный уровень интенсивности звука, равный 80 дБ. Следовательно, существует превышение ПДУ на 1,2 дБ, что соответствует классу условий труда 3.1- вредный. Расчет потребного воздухообмена для удаления вредных веществ из помещения. В механическом цеху в воздухе рабочей зоны содержатся такие вредные вещества как: минеральные масла концентрацией 8 мг/м3 и оксиды железа концентрацией 9 мг/м3. Количество выделяющегося минерального масла и количество оксидов железа рассчитывается по формуле:

G = C * V * K, мг/ч

где С - фактическая концентрация вредного вещества в единице объема воздуха производственного помещения, мг/м 3 ;

V - объем помещения, м 3 ;

К - коэффициент запаса, учитывающий неравномерность распределения вредного вещества по объему помещения (от 1,5 до 2);

Количество выделяющегося минерального масла:

G 1 = 8 * 1080 * 2 = 17280 мг/ч;

Количество выделяющегося оксида железа:

G 2 = 9 * 1080 * 2 = 19440 мг/ч.

Потребный воздухообмен для удаления вредных веществ из рабочей зоны рассчитывается по формуле:

L = G / q выт - q прит,

где G - количество выделяющихся вредных веществ, мг/ч;

q выт, q прит - концентрации вредных веществ в вытяжном и приточном воздухе соответственно, мг/м3; q прит =0, т.к. в атмосферном воздухе отсутствуют минеральные масла и оксиды железа.

L м.м. = 17280 / 8 = 2160 м 3 /ч.

L окс.ж. = 19440 / 9 = 2160 м 3 /ч.

Так как потребные воздухообмены равны, принимаем 2160 м 3 /ч.

В зависимости от типа и назначения помещения устанавливаются нормы кратности воздухообмена.

где LQ - потребное количество воздухообмена, м 3 /ч; V - объем помещения, м 3 ;

К = 2160 / 1080 = 2

Потребный воздухообмен для обеспечения санитарно-гигиенических норм в токарном цехе составляет LQ = 810 м 3 /ч с кратностью 2 раз в час.

Для обеспечения воздухообмена 810 м 3 /ч используем вентилятор для общей вентиляции марки ТКК (400 В), который обеспечивает воздухообмен 900 м 3 /ч. Для обеспечения местного воздухообмена используем пылестружкоуловители марки ПСУ-2000 с производительностью 2000 м 3 /ч.

Произвести реконструкцию искусственного освещения производственного помещения согласно варианту. Исходные данные приведены ниже.

Данные варианта

Вариант КИ 47

Конструкторское бюро 20х15х4

Тип светильников ПВЛМ 2*40, количество 15

Разряд зрительной работы II,a

город Астана, IV

H=3м, P=15м, ρ пот =70%, ρ пола =50%, ρ ст =30%.

1. Теоретическая часть

Условия искусственного освещения на промышленном предприятии оказывают большое влияние на зрительную работоспособность, физическое и моральное состояние людей, а следовательно, на производительность труда, качество продукции и производственный травматизм.

Для создания благоприятных условий труда производственное освещение должно отвечать следующим требованиям:

Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру выполняемой работы по СН и СНиП РК 2.04-05-2002 «Естественное и искусственное освещение. Общие требования»;

Яркость на рабочей поверхности и в пределах окружающего пространства должна распределяться по возможности равномерно;

Резкие тени на рабочей поверхности должны отсутствовать;

Освещение должно обеспечивать необходимый спектральный состав света для правильной цветопередачи;

Система освещения не должна являться источником других вредных факторов (шум и т.д.), а также должна быть электро- и пожаробезопасной.

Искусственное освещение применяется при отсутствии или недостаточности естественного освещения, осуществляется путем использования таких источников света как лампы накаливания, газоразрядные лампы, плоские и щелевые световоды.

Искусственное освещение делят по типу системы освещения:

Местное - концентрируется световой поток непосредственно на рабочих местах;

Общее, которое делится на равномерное и локализованное;

Комбинированное – совмещение общего и местного освещений.

Искусственное освещение подразделяется также на:

Аварийное, которое применяется при внезапном отключении рабочего освещения (5% от общего освещения);

Рабочее – освещение во всех помещениях и на территории, для создания условий нормальной работы;

Эвакуационное – предусматривается в местах, опасных для прохода людей (≥0.5 лк – освещенность в зданиях, 0.2 лк – вне их).

Нормирование искусственного освещения производится в соответствии со СНиП РК 2.04-05-2002, освещенность на рабочих местах нормируется в зависимости от условий выполнения зрительных работ, вида источника света и системы освещения.

Условия зрительной работы определяются следующими параметрами:

1 Размер объекта различения – наименьший размер, который необходимо выделить при проведении работ;

2 Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Характеризуется коэффициентом отражения (δ), который зависит от цвета и фактуры поверхности.

Фон считается светлым, при δ >0,4;

средним, при 0,2< δ <0,4;

темным, при δ <0,2.

3 Контраст объекта с фоном (К) – характеризуется отношением разности коэффициентов отражения фона и объекта, по абсолютной величине, к коэффициенту отражения фона.

Контраст различают: малый, при К<0,2;

средний, при 0,2<К<0,5;

большой, при К>0,5.

Условия зрительной работы улучшается при повышении яркости фона, что достигается повышением коэффициента отражения поверхности помещения и производственного оборудования.

При выборе системы освещения необходимо учитывать разряд зрительной работы, капитальные вложения и эксплуатационные расходы.

Кроме абсолютного значения освещенности нормируются качественные характеристики освещения: показатель ослепленности и коэффициент пульсации освещенности.

Расчет искусственного освещения заключается в решении следующих задач: выбор системы освещения, типа источника света, расположение светильников, выполнение светотехнического расчета и определение мощности осветительной установки.

Методы расчета искусственного освещения

Светотехнический расчет может быть выполнен методами: коэффициента использования, точечным и удельной мощности.

Заключается в определении значения коэффициента η, равного отношению светового потока, подающегося на расчетную поверхность, к полному потоку осветительного прибора.

В практике расчетов значения η находятся из таблиц, связывающих геометрические параметры помещений (индекс помещений i) с их оптическими характеристиками (коэффициентом отражения потолка Sпот, стен Sст, пола Sп)

Индекс помещения определяется:

i=(B+A)/h*(A+B),

где А – длина помещения;

В – ширина помещения;

h – расчетная высота.

Необходимый поток каждого светильника определяется:

Ф = Е*Кз*S*z/N*η,(1.1)

где Е – заданная минимальная освещенность;

Кз – коэффициент запаса;

S – освещаемая площадь, м 2 ;

z – коэффициент неравномерности освещения = 1,1÷1,2;

N – число светильников (намеченное до расчета).

При расчете освещения лампами накаливания или ДРЛ предварительно надо наметить количество светильников, разместив их по площади потолка равномерно. По полученному в результате расчета требуемому световому потоку выбирается ближайшая стандартная лампа накаливания или ДРЛ. Допускается отклонение светового потока лампы не более, чем на -10…+20%. При невозможности выбора лампы с таким приближением изменяют количество ламп.

При расчете люминесцентного освещения световой поток выбираемой лампы Фл известен и определено количество ламп в светильнике n.

Ф = Е*Кз*S*z/n*Фл*η,(1.2)

Где делением общего числа светильников N на количество рядов определяется число светильников в каждом ряду, а т.к. длина светильников известна, то можно найти всю длину светильников ряда. Если полученная длина близка к длине помещения, ряд получается сплошным, а если больше – увеличивают число рядов.

Метод удельной мощности

Сущность расчета освещения по методу удельной мощности заключается в том, что в зависимости от типа светильника и места его установки, высоты подвеса над рабочей поверхностью, освещенностью, освещенности на горизонтальной поверхности и площади помещения определяется значение удельной мощности.

Удельная мощность – отношение установленной мощности ламп к величине освещаемой площади (Вт/м 2).

Значения удельной мощности для различных ламп приведены в таблицах.

Большие значения удельной мощности принимаются для помещений с меньшей площадью освещения.

Мощность общей лампы определяют:

Где w – удельная мощность,

S – площадь помещения,

N – число светильников.

Если расчетная мощность лампы не равна стандартной мощности, то выбирается ближайшая по мощности большая стандартная лампа.

Точечный метод

По этому методу при кругло-симметричных точечных излучателях (лампы накаливания и ДРЛ) принимается, что световой поток лампы (или суммарный световой поток лампы) в каждом светильнике равен 1000лм. Создаваемую таким светильником освещенность называют условной. Величина условной освещенности зависит от светораспределения светильника и геометрических размеров: расстояние от точки до проекции освещающего ее светильника (α) и высоты расположения светильника над уровнем освещаемой поверхности (h). Световой поток лампы в каждом светильнике определяется:

Ф = 1000·Е у ·К з /μ·∑Е у,(1.3)

где μ – коэффициент, учитывающий действие «удаленных» светильников (1,1÷1,2);

∑Е у – суммарная условная освещенность в контрольной точке;

Е у – отдельного светильника.

По полученному световому потоку выбирается лампа, поток которой должен отличаться от требуемого в пределах (-10…+20%).

2. Расчет естественного освещения

Площадь окна рассчитывается по формуле:

где - площадь световых проемов при боковом освещении, м 2 ;

Площадь пола помещения, м 2 ;

Световая характеристика окон, табличные значения;

Коэффициент запаса, табличные данные;

– нормируемое значение КЕО;

– коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении, благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя, примыкающего к зданию, табличные данные

Коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями, табличные значения;

Общий коэффициент светопропускания, определяют по формуле:

где – коэффициент светопропускания материала, табличные значения;

Коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, табличные значения;

Коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, при боковом освещении равен 1, при верхнем берут из таблицы;

– коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, табличные данные;

– коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимают равным 0,9.

m – коэф. светового климата по таблице 3.1*(проемы в наружных стенах, ориентация СВ,СЗ; г. Алмата IV);

е н – значение КЕО по таблице 3.12* (разряд зрит. работы IIа, при боковом освещении);

Выбираем коэффициент :

Световая характеристика окон, определяемая по таблице 3.2*

(отношение длины помещения к глубине L/l=20/5=4; высота рабочей поверхности h p = h o +h но -h рп =2,5+1-1=2,5м)

Выбираем табличное значение =10

Выбираем коэффициент :

–коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении, принимается по таблице 3.9*.

отношение глубины помещения к высоте от уровня рабочей поверхности l/h p =5/2,5=2;

уровень рабочей поверхности

р з = р щ +р но -р рп =2б5+1-1=2б5мж

отношение расстояния расчетной точки к глубине помещения

освещение двустороннее;

коэффициент отражения потолка, стен и пола 0,5;

отношение длины помещения к глубине L/l=4;

Коэффициент запаса, табличные данные 3.11*, ;

Коэффициент учитывающий затемнение окон противоcтоящими зданиями, таблица 3.10*

(P/Н зд =15/3=3); .

общий коэффициент светопропускания

где, стекло оконное листовое одинарное,

переплеты стальные одинарные глухие,

деревянные формы и арки,

регулируемые жалюзи и шторы,

потери света в защитной сетке.

Найдем площадь окон с одной стороны

Найдем необходимую длину окна

Вывод: для обеспечения необходимой освещенности механического цеха необходимы окна с двух сторон длиной 26,52 и высотой 2,5 метра.

* - данные соответствуют СН и СНиП РК 2.04-05-2002 «Естественное и искусственное освещение. Общие требования» и сведены в таблицы в виде приложения в методическом пособии к выполнению РГР.

3. Расчет точечным методом

Разряд зрительной работы I I (а) поэтому нормируемая освещенность –400 лк.

Точечным методом проверим соответствие данного количества и типа светильников нормируемой величине (Рисунок 1).

Определение расчетной высоты подвеса:

h=H-(h раб +h свеса) (3.1)

h=4-(1+0,5)=2,5 м (3.2)

Расстояние между светильниками (Z):

L А,В = λ·h, где λ =1,2÷2 (3.3)

L А =2,5·1,6=4 м,

L В =2,5·1,6=4 м.

Рисунок 1- расположение светильников в цеху.

Намечаем контрольную точку А. Для нее определяем суммарную условную освещенность всех светильников по следующим образом:

Находим проекцию расстояния на потолок от точки А до светильника-d i .

Е г ≥Е норм (3.4)

Где

,(3.5)

,(3.6)

,(3.7)

расстояние от центральной точки до светильника d 1 найдем как:

, (3.8)

(3.9)

и по этому значению берем I α для ПВЛМ 2х40 и

I α1 =42,24 кд (3.10)

Таким образом

л.к. (3.11)

расстояние от центральной точки до светильника d 2 найдем как.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Брянский государственный

технический университет

Кафедра: “БЖД”

Расчетно-графическая работа №1

“Расчёт заземления”

Вариант №4

Студент гр. 03-В

Козин В.А.

Преподаватель

Зайцева Е.М.

Брянск 2007

Введение

1. Устройство заземления 2. Нормирование параметров защитного заземления 3. Расчет заземления Вывод

Приложение

Введение

Для защиты работающих от опасности поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические нетоковедущие части (например, при коротком замыкании), нормально не находящиеся под напряжением, применяют защитное заземление. Защитное заземление -преднамеренное соединение нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут случайно оказаться под напряжением, с заземляющим устройством.

Защитное заземление представляет собой систему металлических заземлителей, помещенных в землю и электрически соединенных специальными проводами с металлическими частями электрооборудования, нормально не находящимися под напряжением.

Защитное заземление эффективно защищает человека от опасности поражения электрическим током в сетях напряжения до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением выше 1000 В - с любым режимом нейтрали.

1. Устройство заземления

Заземление устроено в соответствии с требованиями ПУЭ, СНиП-Ш-33-76 и инструкции по устройству сетей заземления и зануления в электроустановках (СН 102-76).

Заземление следует выполнять:

а)при напряжениях переменного тока 380 В и выше и постоянного
тока 440 В и выше во всех электроустановках;

б)при напряжениях переменного тока выше 42 В и постоянного тока выше 110 В только в электроустановках, размещенных в помещениях с повышенной опасностью и в особо опасных, а также в наружных установках;

в)при любом напряжении переменного тока и постоянного тока во
взрывоопасных установках;

Заземлители могут быть использованы как естественные, так и искусственные. Причём, если естественные заземлители имеют сопротивление растеканию, удовлетворяющие требованиям ПУЭ, то устройство искусственным заземлителями не требуется.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:

а) проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей;

б) обсадные трубы, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в непосредственном соприкосновении с землёй;

в) свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле и т.д.

В качестве искусственных заземлителей чаще всего применяют угловую сталь 60x60 мм, стальные трубы диаметром 35-60 мм и стальные шины сечением не менее 100 мм 2 .

Стержни длиной 2,5...3м погружаются (забиваются) в грунт вертикально в специально подготовленной траншее (рис.1).

Вертикальные заземлители соединяются стальной полосой, которая приваривается к каждому заземлителю.

По расположению заземлителей относительно заземляемого оборудования системы заземления делят на выносное и контурное.

Выносное заземление оборудования показано на рис.2. При выносной системе заземления заземлители располагаются на некотором удалении от заземляемого оборудования. Поэтому заземленное оборудование находится вне поля растекания тока и человек, касаясь его, окажется под полным напряжением относительно земли

Выносное заземление защищает только за счёт малого сопротивления грунта.

Контурное заземление показано на рис. 3. Заземлители располагаются по контуру заземляемого оборудования на небольшом (несколько метров) расстоянии друг от друга. В данном случае поля растекания заземлителей накладываются, и любая точка поверхности земли внутри контура имеет значительный потенциал. Напряжение прикосновения будет меньше, чем при выносном заземлении.

Где потенциал земли.

2. Нормирование параметров защитного заземления

Защитное заземление предназначено для обеспечения безопасности человека при прикосновении к нетоковедущим частям оборудования, случайно оказавшимся под напряжением, и при воздействии напряжения шага. Эти величины не должны превосходить длительно допустимых.

В ПУЭ нормируются сопротивления заземления в зависимости от напряжения электроустановок.

В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства должно быть не выше 4 Ом; если же суммарная мощность источников не превышает 100 кВА, сопротивление заземления должно быть не более 10 Ом.

В электроустановках 1000 В с током замыкания 500 А допускается сопротивление заземления но не более 10 Ом.

Если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1000 В и выше 1000 В, то но не выше нормы электроустановки (4 или 10 Ом). В электроустановках с токами замыкания 500 A, O,5 Ом.

3. Расчет заземления

Расчет заземления сводится к определению числа заземлителей и длины соединительной полосы исходя из допустимого сопротивления заземления.

Исходные данные

1. В качестве заземлителя выбираем стальную трубу диаметром , а в качестве соединительного элемента – стальную полосу шириной .

2. Выбираем значение удельного сопротивления грунта соответствующее или близкое по значению удельному сопротивлению грунта в заданном районе размещения проектируемой установки.

3. Определяем значение электрического сопротивления растеканию тока в землю с одиночного заземлителя

где - удельное сопротивление грунта,

Коэффициент сезонности,

Длина заземлителя,

Диаметр заземлителя,

Расстояние от поверхности грунта до середины заземлителя.

4. Рассчитываем число заземлителей без учета взаимных помех, оказываемых заземлителями друг на друга, так называемого явления взаимного “экранирования”

≈ 10.

5. Рассчитываем число заземлителей с учетом коэффициента экранирования

≈ 18

где - коэффициент экранирования (прил., табл.1.).

Принимаем расстояние между заземлителями

6. Определяем длину соединительной полосы

7. Рассчитываем полное значение сопротивления растеканию тока с соединительной полосы

8. Рассчитываем полное значение сопротивления системы заземления

где =0.51 - коэффициент экранирования полосы (прил., табл.2.).

Вывод

Сопротивление R зу = 2,82 Ом меньше допускаемого сопротивления, равного 4 Ом. Следовательно, диаметр заземлителя d = 55 мм при числе заземлителей n= 18 является достаточным для обеспечения защиты при выносной схеме расположения заземлителей.

Рис. 4. Схема полученного выносного заземления.

Рис. 5. Схема расположения заземлителей.

Приложение

Частота тока Норм. вел. ПДУ, при t, с 0,01 - 0,08 свыше 1 Переменный f = 50 Гц UД IД 650 В - 36 В 6 мА Переменный f = 400 Гц UД IД 650 В - 36 В 6 мА Постоянный UД IД 650 В 40 В 15 мА Электрокотельное отделения, где установлены основное оборудование 6 кВ, относиться к классу особо опасных помещений по степени возможности поражения...

Линии электропередачи (ЛЭП) подстанции. Расчет токов короткого замыкания производится для двух точек, на шинах ВН, НН трансформатора ТДТН (рисунок 4.1) Расчёт параметров схемы замещения системы электроснабжения Рисунок 4.1 Схема замещения для расчёта токов КЗ. Расчёт ведём в именованных единицах точечным методом. Расчёт эквивалентных сопротивлений. Сопротивление системы: (4.1) ...

Трансформаторы которой выбираются с учетом взаимного резервирования; · Перерыв в электроснабжении возможен лишь на время действия автоматики (АПВ и АВР). Схема системы электроснабжения нефтеперекачивающей станции, удовлетворяющая требованиям изложенным выше, представлена на листе 2 графической части. 2.2 Схема электроснабжения НПС Рис. 2.1. Схема электроснабжения НПС На рис. 2.1. в...